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帶你了解FPC柔性電路板的金相制備!

2023-12-18 11:44

柔性電路板材料

 

 

電子產品在我們生活中扮演著重要的角色。我們每天使用的手機、數碼相機、汽車和電腦中都存在柔性電路板。

 

 

1898 年,德國柏林的阿爾伯特·漢森(Albert Hanson)在專利中首次提出柔性電路板的概念,描述了在一張紙上涂上石蠟制作成扁平導體。

 

雖然蠟紙有足夠的柔韌性,但現(xiàn)在的FPC基本都使用聚酰亞胺聚酯薄膜為基材。聚酰亞胺材料具有非易燃性,幾何尺寸穩(wěn)定,具有較高的抗拉強度,并且具有承受焊接溫度的能力,是幾乎所有芯片的首選材料。

 

聚酯具有較低的介電常數,吸收的潮濕很小,但是不耐高溫。聚酯的熔化點為250℃,玻璃轉化溫度(Tg)為80℃,這限制了它們要求在大量端部焊接的應用場合使用。在低溫應用場合,它們呈現(xiàn)出剛性,但成本較低。它們適合于使用在如電話和其它無需暴露在惡劣環(huán)境中使用的產品上。

 

 

柔性電路板類型

 

基本類型:

單面FPC
• 當今生產中最常見的類型
• 最常用且最適合動態(tài)撓曲應用

 

 

雙面FPC
• 有兩個導電層
• 可帶或不帶電鍍通孔生產

 

 

多層FPC
• 多層 FPC
• 具有三層或更多導電層
• 電路層通過電鍍通孔互連

 


剛撓結合柔性電路板
• 混合結構,是由剛性和撓性基板有選擇地層壓組成
• 以金屬化孔形成導電連接

 

 

雙通道/背板柔性電路板
•只包含一個導電層
• 經過處理,允許從兩側接觸導線
• 常用于集成電路封裝

 

FPC廠講為什么要進行金相制備?

 

 

電子樣品尺寸和重量的小型化、輕型化發(fā)展,使其廣泛應用在消費性民用電器、醫(yī)療器械、汽車電子等行業(yè)。為了滿足這些行業(yè)需求,在電路的設計和加工方面也在不斷地改進。

 

電子產品的生產改進,是一個多種工序相互協(xié)作的過程。前道工序產品質量的優(yōu)劣,直接影響下道工序的產品生產,甚至直接關系到最終產品的質量。因而,關鍵工序的質量控制,對最終產品的好壞起著至關重要的作用。作為檢測手段之一的金相切片技術,在這一領域發(fā)揮著不可替代的巨大作用。電路板橫截面金相制備用于評估壓層系統(tǒng)和鍍層結構質量,如:鍍通孔,焊接裂縫、空隙等現(xiàn)象,以確定是否符合性能規(guī)格要求。

 

在特定情況下,可采用更針對性的方案。如對FPC通孔的中心處進行橫截面觀察,或者逐漸減薄樣品并觀察每一層的質量。分析過程中收集的信息越多,產品進一步改善的可能性就越大。在分析過程中,配備專業(yè)設備,如標樂的IsoMet 1000 精密切割機AutoMet 系列半自動研磨拋光機可極大簡化制備過程,提高制備效率。


 

制備流程

 

NO.1

確定電路橫截面的觀察位置。使用鋒利的切割設備,如剃須刀片、金剛石刀片,要求平滑地切割電路。

 

NO.2

將樣品固定在兩個載玻片之間,確保樣品平整、垂直。使用環(huán)氧樹脂粘合,夾緊后放置在 100°C 的烘箱中約 10 分鐘或直至樹脂固化。

 

NO.3

根據試樣在不變形的情況下可承受的最高溫度,選擇合適的鑲嵌料。選擇保邊性良好、放熱溫度低的 EpoThin 2 或 EpoxiCure 2 環(huán)氧樹脂。

 

NO.4

將鑲嵌模具放入 SimpliVac 真空鑲嵌機中,使用夾具(如 UniClip 試樣支撐夾具)夾持樣品,以便在澆注環(huán)氧樹脂時提供支撐力,并保證樣品垂直,以確保研磨表面垂直于載玻片中的柔性電路板。

 

NO.5

使用 SimpliVac 真空鑲嵌機進行冷鑲嵌,確保樣品和樹脂之間具有良好的附著力和滲透性。試樣完全固化后,拆除鑲嵌磨具。

 

NO.6

按下表制備方案完成樣品金相切片制備。

 

NO.7

清潔并觀察樣品橫截面。測量并記錄鍍層的平均厚度,根據客戶的 SOP 完成所有其他項目評估。

 

小結一

為了確保足夠的研磨時間,可在每步結束后在顯微鏡下觀察樣品表面。

當顯微鏡觀察到均勻的劃痕,且繼續(xù)研磨劃痕并不會細化,表明當前步驟已完成,可以徹底清潔樣品并進入下一步。

 

小結二

自動化制備可以更加穩(wěn)定地去除材料,并提高制樣結果的一致性。

軟板廠了解到,人工手動制備很難保證樣品表面受到均勻的施加壓力。不均勻的作用力會導致樣品傾斜,鍍層厚度或IMC厚度等實測值因樣品傾斜的因素,測量數據會遠大于實際數據。這些關鍵數據會因制備因素的不可靠,導致項目判定失效。

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